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《汽车正投影面积测量方法》正式获批立项！
2020-01-10 18:08:21· 来源：中国汽研汽车风洞技术
中国汽研汽车风洞技术今天2020年1月7日，由汽车空气动力学分会组织研制的CSAE标准《汽车正投影面积测量方法》获批正式立项。本期将介绍该标准的立项背景及主要技
2020年1月7日，由汽车空气动力学分会组织研制的CSAE标准《汽车正投影面积测量方法》获批正式立项。本期将介绍该标准的立项背景及主要技术内容等。
2020年1月7日，由汽车空气动力学分会组织研制，由中国汽研牵头，同济大学、吉林大学、中汽中心共同参与起草的CSAE标准《汽车正投影面积测量方法》获中国汽车工程学会批准正式立项。
标准立项的必要性
汽车的风阻系数CD是体现汽车气动性能优劣、评价传统汽车的燃油经济性和新能源汽车的续航能力的重要指标之一，因此对风阻系数的准确评价极为重要；风阻系数CD的计算公式如下，由此可知：要想获得准确的CD，必须首先对正投影面积A进行精确测量。
由于汽车外造型以及具体工况的复杂性，测量极易产生误差；且目前发展比较成熟的几种测试方法又各具优缺点，这就使得各大主机厂或研究机构在进行正投影面积测量时难于统一化和规范化，从而对风阻系数CD的准确评估带来负面影响。
通过建立本标准，对正投影面积测试时车辆的具体工况、以及常用测试方法的关键要点、数据后处理和表现形式等进行规定，进一步统一和规范行业内汽车正投影面积的测量，有助于后续风阻系数CD的准确评估，以及不同车辆之间的横向对标，对推动整个汽车行业气动性能的统一化评价上具有重要作用。
相关技术研究现状
随着测试手段和技术的不断发展，目前国内外较为成熟、且实用性强的正投影面积测试方法主要有三种：照相求积法、激光投射轮廓法、三维扫描系统测量法。
照相求积法
照相求积法需要较大的试验场地，而且要尽量满足平行光线垂直照射到汽车和标准板上，且最佳的拍摄距离是相机距汽车90～110m，试验的重复性比较好。
在拍照前，需要将标准板平齐地置于车辆旁，并尽量确保与车辆最大界面处于同一平面上。相机距离车辆100m，固定高度为车身高度的一半，将车辆与标准板同时拍摄。得到相片后，利用照片处理软件，可以根据标准板的尺寸，计算出车辆的正投影面积。
这种方法使用设备相对简单，操作也并不复杂。但是需要较大的试验场地；而且相机作为点光源，距车辆一定距离拍摄，其光束发散会导致放大车辆的正投影面积，引入较大的测试误差。
图1 汽车正投影面和标准板
激光投射轮廓法
激光投射轮廓法要求配有激光头和光电反馈系统，一座二维移动系统，以及一块背景墙。激光和光电检测系统可以被整合在同一个测量头上面，该测量头被固定在一座二维移动设备上（y-z 平面），涂有特殊涂层的背景墙具有较好的反光特性。
在测量前，需要对汽车的摆放位置进行对中调节。测量时，光电检测系统持续分析被背景墙反射的光线强度，当激光接触到汽车轮廓的时候，可以自动记录汽车轮廓的位置坐标数据，然后对外围轮廓进行手动、甚至自动追踪。通过计算机软件，可以将记录的数据拟合成一个封闭轮廓的图形，即汽车的正投影面轮廓，再计算出该图形面积，如图2所示。该方法所需试验空间较小，测量速度快，准确度较高。其测量精度，主要受激光移动系统的移动精度、激光品质、车辆是否摆正等因素影响。
图2 激光投射轮廓法
三维扫描系统测量法
三维扫描系统测量方法主要是利用三维扫描设备对车辆外造型进行扫描，得到车辆外造型的点云数据，使用逆向工程软件，便可以得到车辆外造型的三维数字模型，并通过计算得出精度较高的正投影面积。该方法具有测量快速、结构简单、测量精度高等特点，可以准确捕捉车身表面及底盘上的孔洞。当前，三维扫描仪设备具备非常成熟的市场，稳定性较好，普遍应用于汽车外观造型的逆向工程，获得汽车的三维数模，不仅可以用于正投影面积的计算，也可以用于CFD仿真计算和麦克风声源定位测试等。
整车扫描3D数字模型
正投影面积的计算
图3 整车3D扫描结果展示
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